青藏高原地区“水-雪”转换定量关系研究

The forecast of winter snowfall in the Qinghai-Tibet Plateau is generally substituted by the precipitation value, which makes the clear difference between forecast value and the actual snow depth. It is a great constraint to the ability of the snow prediction and warning service. However, there are few studies on the relationship between precipitation and snow depth (rainfall – snow) conversion in China, especially for the Qinghai-Tibet Plateau. In this project, a rainfall-snow transformation model would to be built based on the analysis of the observation data in the field snow with a high temporal frequency. The main research contents are as follows: (1) Based on the field snow observation experiment and analyses, the conversion pattern and indicator factors of the precipitation to snow depth in the Qinghai-Tibet Plateau will be explored completely. (2) Build a simplified model of "rainfall-snow" for the Qinghai-Tibet Plateau by using nearly 40 snow-depth automatic measure instrument. (3) Relating to the snow products of satellite remote sensing monitoring, make the model into grid pattern to achieve the snow depth prediction by the precipitation forecast product. It will be a key technical to provide a better forecast snow and snow disaster.

青藏高原地区冬季降雪量预报以降水量为预报指标值，使得预报降水与实际积雪深度存在较大的差异，制约了高原雪灾预警服务精细化的迫切需求。而受野外观测能力不足等因素影响，目前，国内降水量-积雪深度转换的研究开展较少，特别是针对青藏高原地区“水-雪”转换关系的研究鲜有报道。本研究基于野外高时间频率观测试验分析，研究不同地面气象条件下的雨/雪相态判识；并建立“水-雪”转换关系模型。主要研究内容：⑴基于气象站降水现象仪，开展雨雪判识；基于野外积雪观测试验，揭示青藏高原地区降水量转换为积雪深度的转换模式及指示因子；⑵利用近40个自动雪深观测站点数据，构建青藏高原“水-雪”转换简化模型，分析空间差异性；⑶衔接卫星积雪遥感监测产品，完成“模型”的格点化处理，实现天气预报产品所预报的降水量与实际地面雪深的转换，为精细化的积雪和雪灾预报预测提供关键技术支撑。

青藏高原地区冬季降雪量预报以降水量为预报指标值，使得预报降水与实际积雪深度存在较大的差异，本项目构建青藏高原地区降水量-积雪深度转换关系，开展天气预报产品中积雪深度的预测，实现预报的降水量与实际地面雪深的衔接。主要研究内容：（1）基于青海省三江源国家级气象站点分钟、小时及日尺度人工观测降水相态及地面气象条件观测数据，开展降雨/雪相态识别方案的研究，分别建立不同尺度的雨/雪分离参数化方案及频率求交模型，通过模型的交叉验证，分钟降雨/雪识别模型的准确率可达到90%；在不同尺度上，参数化方案对雨的判识较好，频率求交模型对雪的判识较好；（2）利用青海省甘德、玉树野外试验综合站数据，挑选21次降雪过程，综合分析降雪过程中雪深与降雪量等气象因子的关系，结果表明，当累积降水量较小时，两者线性关系不很明显，当累积降水量大于3mm以上时，线性关系显著；夜间时段气温对雪深积累的影响大于白天；结合地面气象因子及野外积雪特性调查数据，构建青海省22个单站“水-雪”转换定量关系综合模型，联合西藏地区18个国家级气象站点，分别建立青海、西藏及青海合并西藏春季、秋季及冬季 “水-雪”转换模型，通过对不同模型的分析及验证，确定青藏高原地区不同季节的“水-雪”转换模型；（3）制定H-8卫星遥感数据雪深反演技术流程，合成11:00-14:00时间段10min频次雪深数据得到日雪深值，作为雪深实况输入数据，搭建雪深预测算法模块，输出降水过程的未来逐3小时、1天、3天、5天及10天雪深预测产品，完成青藏高原地区降水量-积雪深度转换，实现天气预报产品所预报的降水量与实际地面雪深的转换。研究期内，按照计划书的研究内容开展工作，培养高级人才4人，其中2人获正高级工程师职称，2人获副高级工程师职称；1人取得高层次人才称号；2人取得博士研究生就读资格；培养硕士研究生1名。发表论文9篇，其中中文核心期刊7篇，SCI 2篇；授权实用新型专利1项；较好的完成了预期成果指标。